热轧板轧钢工艺以及相关要点研究

亓爱涛

（山钢集团银山型钢有限公司板带厂，山东 济南 271104）

轧钢生产工艺流程包括热轧生产工艺、合金钢热轧生产工艺以及冷加工生产工艺，由于各个行业对钢产品的精度与技术参数等要求大相径庭，因此，冶金企业在生产加工过程中，也常常采取不同的轧钢生产工艺[1]。而热轧板轧钢工艺相比于其它工艺，应用频率相对较高，主要是由钢带在辊道上运行速度较快，在相同的单位时间内，热轧板轧钢工艺的产能较高，能够为冶金企业创造更多的经济效益。

1 热轧带钢技术生产现状

目前热轧带钢生产技术主要集中在以下几个方面：①连铸技术：一般连铸技术包括多种，如灵活压制工艺、在线工艺、紧凑式工艺等，不同轧制工艺以不同生产情况为主；②无头轧制技术：在钢铁实际生产过程中，轧制技术的稳定性较强，可以在稳定时间内生产出的带钢厚度则为1200：1，与此同时，如果要强制对轧钢产品进行冷却，那么可以生产高性能轧钢产品；③变相控制轧制工艺：该工艺也可称作铁素轧制工艺，广泛应用于高质量深冲板制造方面，同时占据公司生产总量的45%～50%左右，所以，该产业市场发展潜力巨大。

从我国的生产情况来看，和西方国家相比，国内带钢生产起步比较晚，整体工艺技术和其他国家相比，相对较为落后，具体生产情况有以下几个方面：①传统热轧设备：轧机是传统热轧设备重要组成部分，薄规格产品是该设备主要产品，由于提前选取最佳温度，因而可以分配热轧设备凸度和国家规定标准要求相符；②薄板连轧连铸：近年来，我国各大钢厂对生产品种和规模在经济快速发展的背景下不断扩大范围，目前多数钢厂已巨额被独立完成超薄带钢生产能努力；③铁素体区轧制工艺；在开始连铸生产后，可以运用实际工艺小于2.2mm 的超薄带钢，当前多数生产线巨额被的轧制能力都复合业内标准要求[2]。

2 热轧板轧钢工艺流程

热轧板属于半成品，只有经过二次轧制，才能成为目标客户所需要的合格钢产品。首先将炼制出来的热轧板（带）放入加热炉当中，经过初轧机的反复轧制后，进入精轧机中，在这一生产环节，热轧板带被多次挤压，使半成品钢材表面变得越来越薄。此时，经过热轧变软的轧坯经过辊道进入轧机，再根据用户的大小、尺寸等技术参数要求，加工出合格的钢产品。以厚度为150mm 的热轧板为例，在经过除磷后，进入到初轧工序，并由辊道送入精轧机当中。精轧机通常由7 架4 辊式轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，能够切除板面头部，精轧机的运行速度能够达到每秒钟23m，通过精轧机加工出的钢产品，厚度大概为几毫米。热轧板与热轧带钢成品如图1 所示。

图1 热轧板与热轧带钢成品

3 热轧板轧钢工艺技术类型

3.1 无头轧制工艺

无头轧制工艺主要应用于热轧板（带）轧钢生产流程当中，如果采用传统的分块轧制的方式，通过轧机的频繁咬钢、抛钢与变换轧制速度生产钢产品，生产效率较低，而且极易造成钢材头或者尾部的质量缺陷。因此，近年来，技术人员对热轧生产线进行了技术升级与改良，对热轧板（带）进行精轧连续轧制，与传统的无头轧制技术相比，这种新型轧制技术的成材率提高0.5%～1.0%，生产效率提升10%～15%左右，同时，也使生产成本降低2.5%～3%。

3.2 高效连铸工艺

连铸工艺流程较为复杂，主要包括接收钢水、钢包回转台、中间包、结晶器、导向段及二冷、拉矫机、火焰切割机、运输辊道、固定挡板、移坯车、收集台架、热送或缓冷等步骤。高效连铸工艺省去了脱模、整模、初轧开坯等工序，据现场生产实验数据表明，能够节省40%左右的前期基建投入费用，节省劳动力资源约为70%左右，并且该工艺比传统工艺节约能源25%以上。另外，几乎所有的钢种都可以采用连铸工艺，同时，也能够保证钢产品质量满足行业标准要求[1]。连铸工艺流程图如图2 所示。

图2 连铸工艺流程图

3.2 铁素体轧制工艺

该技术常常被应用于高质量深冲板材的生产作业流程当中，对于多数冶金行业而言，利用该技术生产的深冲板材占据钢产品总产量的45%以上，由此可见，铁素轧制工艺也将成为未来冶金行业的主导轧钢工艺类型。

4 热轧板轧钢工艺的相关要点

4.1 热轧带钢出现上翘与下弯的原因分析及改进方法

在热轧生产当中，热轧带钢常常出现上翘或者下弯的情况，如果板带上翘，钢坯的头部极易和护板或者检测仪表之间发生撞击，导致钢坯无法进入轧机，严重的就会发生堆钢事故，影响生产进度。如果板带下弯，钢坯极易钻进辊道下面，造成生产流程中断，下面对热轧带钢出现上翘与下弯现象的主要原因进行分析。

4.1.1 加热温度不均匀

在加热过程中，由于钢坯上下表面的温度不均匀，存在较大的温度差，导致钢坯的延展长度不一致，进而出现上翘或者下弯现象。针对这一情况，可以采取消除或者减少钢坯上下表面温差的方法，如果钢坯上翘，可以增大上工作辊的运转速度或者减小下工作辊的运转速度，如果钢坯下弯，可以增大下工作辊的运转速度或者减小上工作辊速度，以达到消除温差的目的。

4.1.2 轧件在轧制线上的停留时间过长

如果轧制件在轧制线上停留较长的时间，轧件的上下表面就会出现散热不均的现象，造成热轧带钢头部上翘或者下弯。为了避免这一情况的发生，在轧件处于辊道待轧区时，可以适当减少轧辊冷却水、辊道冷却水以及除磷水的供给量，同时，移动轧件的停留位置，使轧件表面能够均匀受热。

4.1.3 轧制线高度调节不当

如果轧制线高度调高或者调低，都会改变轧件的形状。如果轧制线调节过高，在钢坯与轧辊咬合时，钢坯下表面先接触下轧辊，这就等于给钢坯头部施加了一个外力，导致头部下弯，如果轧制线调节过低，钢坯的头部在移出轧机后，将与出口处的机架辊发生碰撞，而造成头部下弯。因此，在轧制前，应当根据支撑辊直径以及工作辊直径精准调节轧制线高度。

4.1.4 压下量对钢坯弯曲的影响

压下量决定轧件进入轧机时的咬合角度，如果倾斜咬入，轧件头部就会出现弯曲现象。要想避免这种情况的出现，可以从影响压下量的三个主要因素着手，即轧件的咬入条件、轧辊强度以及电机功率，通常情况下，压下量是轧制线高度的2 倍，如果轧件水平咬入，就会避免头部弯曲现象的发生。

4.1.5 钢坯表面的氧化铁皮残留

如果钢坯表面残留大量的氧化铁皮，轧件本身的温度就会降低，导致轧件头部出现上翘或者下弯现象。解决这一问题的方法，首先考虑除磷效果是否良好，加热温度是否正常，其次考虑侧压量分配是否均匀，以减少氧化铁皮的残留量。

4.1.6 轧辊粗糙度不均

如果轧辊的粗糙度存在较大差异，上下辊的摩擦系数就会出现不一致的情况，导致上下辊延展区间不一致，加大了轧件弯曲的几率。针对这种情况，可以改变压下负荷分配量或者增加轧制道次，如果轧件头部弯曲问题仍无法解决，则必须进行停机检修或者更换轧辊。

4.1.7 轧辊表面油污的影响

由于轧辊持续运转时间过长，造成轧辊表面堆积大量的油污，使轧辊表面的粗糙度受到严重影响，这样就极易导致轧件在轧制过程中出现打滑现象，进而改变轧件的形状。因此，检修人员应当加大日常巡检频次，如果发现轧辊表面存在油污，可以用专业擦拭布配合碱类物质及时清除油污。如果轧机在运转过程中出现漏油事故，应当及时采取堵漏措施，避免事态扩大[2]。

4.1.8 辊径差的影响

对于同一机架而言，如果上下轧辊的辊径差过大，轧辊的上下表面运转速度就会不一致，导致钢坯头部出现上翘或者下弯现象。因此，在生产之前，检修人员应当对上下轧辊进行认真磨削，并对辊径进行实地测量，将辊径差控制在合理范围内，以防止钢坯件出现弯曲现象。

4.2 影响带钢宽度尺寸的原因分析

在轧钢生产过程中，由于带钢表面温度不均、立辊嵌槽、轧机出现爆辊或者轧机速度不匹配等原因，极易对带钢宽度尺寸造成不利影响，导致钢产品出现不同程度的质量缺陷。带钢表面温度与轧制时间成反比，如果轧制时间过长，轧件表面温度就会大幅降低，这样就提高了轧机的轧制力，使得带钢宽度也随之增大，进而出现钢坯件头部小尾部大的情况，为了避免这种现象的发生，可以适当提高轧机的轧制速度，以保证轧件表面温度不会出现大幅波动。立辊嵌槽主要是由于立辊的轧槽通常比较狭窄，在轧制过程中，钢坯件极易嵌入轧槽当中，而影响生产进度，因此，检修人员在生产前，应当对立辊轧槽进行反复检查，当轧槽中没有任何嵌块时，方可进行下一道工序。

轧机出机爆辊主要是由于带钢本身硬度较大，如果轧制温度偏低，轧辊就会受损，在长时间运行后，轧辊表面的粗糙度就会增大，甚至出现表面脱皮或者爆辊现象。针对这种情况，检修人员应及时检查轧辊表面的磨损情况，如果磨损严重，需要及时更换轧辊。此外，在连轧机组连续生产过程中，如果采取微张力予以轧制，容易出现拉钢现象，导致带钢宽度减小，进而影响出钢质量。

5 结语

近年来，我国的热轧板轧钢工艺流程得到进一步优化，生产规模逐步扩大，尤其是超薄带钢的生产能力已经提升到一个全新高度，因此，在这种利好形势下，冶金企业应当积极借鉴和学习先进的热轧板轧钢技术，在提高轧钢产品质量的前提下，为企业经济效益持续增长提供强大的技术支撑。